CN212377223U - 同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构及其动力总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构，包括壳体，壳体的内部设置有高低档离合器、超越离合器，高低档离合器与超越离合器之间传动连接以实现双离合两挡无动力中断换挡；本实用新型还公开了一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，包括壳体，壳体上安装一电机，电机具有一空心的输入空心轴，输入空心轴端盖端通过轴承II与壳体滚动连接，输入空心轴驱动端通过轴承III与壳体滚动连接；本实用新型提供的换挡结构可分别实现手动、自动、手自一体换挡方式；兼顾低挡大扭矩、高挡高车速的动力性能；传动效率高；本实用新型提供的换挡结构动力总成具有结构紧凑传动效率高，传动比大、体积小，高速行驶能耗小的优点。

Description

同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构及其动力总成

技术领域

本实用新型涉及一种换挡结构及其动力总成，具体地说，涉及一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构及其动力总成，属于电动汽车动力总成技术领域。

背景技术

目前，随着人们环保意识的增强和政策法规的要求越来越苛刻，电动汽车在工作和生活中得到广泛的应用。传统一挡动力总成通常采用固定减速比的减速箱与电机进行匹配，以高成本方式兼顾高、低速动力性能。传统两挡动力总成可以以低成本方式兼顾高、低速动力性能，但换挡时仍然存在动力中断问题。传统动力总成通常高度尺寸较大、体积较大，较为笨重，不利于安装、装配。

现有传统电动汽车动力总成系统存在问题：

（1）传统两档动力总成存在换挡动力中断问题，换挡时不顺畅、有顿挫感，用户体验不佳；

（2）固定传动比电动汽车在综合工况行驶过程中，电机不能充分在高效率区运行；

（3）传统一挡动力总成采用固定减速比，单档箱需匹配大功率、高转速的电机，以高成本方式兼顾高、低速动力性能：采用大传动比实现大爬坡度，但变速箱高度尺寸会变得较大、体积较大；采用大功率、高转速的电机实现最高车速，大功率电机高速行驶能耗大；

（4）传动系统总的动力传动链较长，传动效率损耗较大，导致传动效率低；

（5）电机输出直接接入变速箱，电机、变速器、差速器平行布置，对于有限体积的电动汽车，占用较大的装配空间；

（6）传统的电机、变速器、差速器结构笨重，不利于车辆轻量化、装配及维护；

（7）传统电机输出轴与变速箱输入轴之间往往存在微量错位或偏移问题，电机和变速箱连接部分容易产生噪音和磨损、降低动力总成效率及寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构及其动力总成，具有以下的优点：

1、同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构：

（1）无动力中断换挡，分别实现手动、自动、手自一体换挡方式；

（2）无动力中断换挡，兼顾低挡大扭矩、高挡高车速的动力性能，使电机尽可能工作在高效率区，有效的提高了载重重量和续航里程；

（3）传动系统总的动力传动链较短，传动效率损耗较小，传动效率高。

2、同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构动力总成：

（1）结构紧凑传动效率高，传动比大、高度尺寸小、体积小，高速行驶能耗小；

（2）采用轻量化设计，显著减轻重量、缩小体积；

（3）便于安装，节省空间，利于车辆轻量化、装配及维护；

（4）可以减少运行过程中电机和变速箱噪音和磨损、提高动力总成效率及寿命。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构，包括壳体，所述壳体的内部设置有高低档离合器、超越离合器；所述高低档离合器与超越离合器之间传动连接以实现双离合两挡无动力中断换挡。

进一步的，所述高低档离合器包括高低档离合器I和高低档离合器II；所述壳体安装有轴承III，输入空心轴的驱动端通过轴承III与壳体滚动连接；所述输入空心轴与高低档离合器I固定连接，高低档离合器II在输入空心轴轴向滑动；输入空心轴从高低档离合器II中心孔穿过。

进一步的，所述高低档离合器II通过连接空心轴I与行星架I固定连接；连接空心轴I通过轴承IV与壳体滚动连接；行星架I与行星轮I滚动连接，行星轮I与太阳轮I啮合连接，太阳轮I与壳体固定连接；所述行星轮I与内齿圈I啮合连接，内齿圈I与内齿圈支架固定连接，内齿圈支架与输出空心轴固定连接。

进一步的，所述输出空心轴通过轴承V与壳体滚动连接，输出空心轴与超越离合器外圈固定连接，超越离合器内圈与输入空心轴固定连接。

一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，包括壳体，壳体上安装一电机，电机具有一空心的输入空心轴，输入空心轴端盖端通过轴承II与壳体滚动连接，输入空心轴驱动端通过轴承III与壳体滚动连接。

进一步的，包括输出空心轴，输出空心轴与太阳轮II固定连接，太阳轮II与行星轮II啮合连接，行星轮II与内齿圈II啮合连接，内齿圈II与壳体固定连接，行星轮II与行星架II滚动连接，行星架II与连接空心轴III固定连接。

进一步的，所述连接空心轴III通过轴承IX与壳体滚动连接，连接空心轴III与太阳轮III固定连接，太阳轮III与行星轮III啮合连接，行星轮III与内齿圈III啮合连接，内齿圈III与壳体固定连接，行星轮III与行星架III滚动连接，行星架III与连接空心轴II固定连接。

进一步的，所述连接空心轴II通过轴承VIII与壳体滚动连接，连接空心轴II与圆柱齿轮差速器壳体固定连接，圆柱齿轮差速器壳体与差速器支撑固定连接，差速器支撑通过轴承VI与壳体滚动连接。

进一步的，所述圆柱齿轮差速器壳体与行星架IV固定连接，圆柱齿轮差速器壳体与行星架IV′固定连接，行星架IV与行星轮IV滚动连接，行星架IV′与行星轮IV′滚动连接。

进一步的，所述行星轮IV与行星架IV′错位设置部分啮合连接，行星轮IV与太阳轮IV啮合连接，行星轮IV′与太阳轮IV′啮合连接，太阳轮IV与半轴头I花键连接，太阳轮IV′与半轴头II花键连接，半轴头I通过轴承I与壳体滚动连接，半轴头II通过轴承VII与壳体滚动连接。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

（1）两挡无动力中断换挡机构，采用双离合器（高低挡离合器+超越离合器）结构设计，实现无动力中断换挡，应用高低挡离合器分别实现手动、自动、手自一体换挡方式；

（2）两挡无动力中断换挡机构，同时兼顾低挡大扭矩、高挡高车速的动力性能，使电机尽可能工作在高效率区，有效的提高了载重重量和续航里程；

（3）两挡无动力中断换挡机构，可与电机、行星排、圆柱齿轮差速器配合使用，为同轴空心结构，传动系统总的传动链较短，传动效率损耗较小，传动效率高；

（4）该双离合器同轴无动力中断换挡两挡动力总成，结构紧凑传动效率高，传动比大、高度尺寸小、体积小，高速行驶能耗小；

（6）该双离合器同轴无动力中断换挡两挡动力总成，采用轻量化设计，显著减轻重量、缩小体积；

（7）该双离合器同轴无动力中断换挡两挡动力总成，采用左右半轴头两端输出动力，可直接输出到车桥左右半轴，便于安装，节省空间，利于车辆轻量化、装配及维护；

（8）该双离合器同轴无动力中断换挡两挡动力总成，可以减少运行过程中电机和减速器噪音和磨损；

（9）该变速箱与传统变速箱相比具有传动比大、体积小、重量轻、结构紧凑、运行效率高、运行平稳、抗冲击和振动能力强。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

附图1是本实用新型实施例中一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构的机构示意图；

附图2是本实用新型实施例中一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成的结构示意图；

图中，

1-半轴头I，2-轴承I，3-轴承II，4-壳体，5-电机，6-轴承III，7-输入空心轴，8-高低档离合器，81-高低档离合器I，82-高低档离合器II，9-连接空心轴I，10-轴承IV，11-太阳轮I，12-行星架I，13-行星轮I，14-内齿圈I，15-轴承V，16-超越离合器，17-内齿圈II，18-行星轮II，19-行星架II，20-太阳轮II，21-内齿圈III，22-行星轮III，23-太阳轮III，24-行星架III，251-行星轮IV，252-行星轮IV′，261-行星架IV，262-行星架IV′，27-轴承VI，28-差速器支撑，29-轴承VII，30-半轴头II，31-轴承VIII，32-连接空心轴II，33-轴承IX，34-连接空心轴III，35-圆柱齿轮差速器壳体，36-输出空心轴，37-内齿圈支架，381-太阳轮IV，382-太阳轮IV′。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1，如图1所示：一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构，包括壳体4，壳体4用于为各种零件提供安装基础，壳体4安装有轴承III6，输入空心轴7的驱动端通过轴承III6与壳体4滚动连接。

高低档离合器8包括高低档离合器I81和高低档离合器II82。

输入空心轴7与高低档离合器I81固定连接，高低档离合器II82在输入空心轴7轴向滑动；输入空心轴7从高低档离合器II82中心孔穿过，高低档离合器I81和高低档离合器II82配合使用。

高低档离合器8可选用犬牙毂离合器、离心式离合器、电磁离合器分别实现手动、自动、手自一体换挡方式。

高低档离合器II82通过连接空心轴I9与行星架I12固定连接；连接空心轴I9通过轴承IV10与壳体4滚动连接；行星架I12与行星轮I13滚动连接，行星轮I13与太阳轮I11啮合连接，太阳轮I11与壳体4固定连接。

行星轮I13与内齿圈I14啮合连接，内齿圈I14与内齿圈支架37固定连接，内齿圈支架37与输出空心轴36固定连接。

输出空心轴36通过轴承V15与壳体4滚动连接，输出空心轴36与超越离合器16外圈固定连接，超越离合器16内圈与输入空心轴7固定连接，输出空心轴36可外接行星排、差速器等结构。

优选的，行星轮I13为三个，三个行星轮I13在内齿圈I14的内部均匀分布，相邻两个行星轮I13之间的夹角为120度。

实施例2，如图2所示：一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，包括壳体4，壳体4用于为各种零件提供安装基础，壳体4上安装一电机5，电机5具有一空心的输入空心轴7，输入空心轴7端盖端通过轴承II3与壳体4滚动连接，输入空心轴7驱动端通过轴承III6与壳体4滚动连接。

高低档离合器8包括高低档离合器I81和高低档离合器II82。

输入空心轴7驱动端与高低档离合器I81固定连接，高低档离合器I81可在输入空心轴7轴向滑动，输入空心轴7从高低档离合器II82中心孔穿过，高低档离合器I81和高低档离合器II82配合使用。

高低档离合器8可选用犬牙毂离合器、离心式离合器、电磁离合器分别实现手动、自动、手自一体换挡方式。

高低档离合器II82通过连接空心轴I9与行星架I12固定连接；连接空心轴I9通过轴承IV10与壳体4滚动连接；行星架I12与行星轮I13滚动连接，行星轮I13与太阳轮I11啮合连接，太阳轮I11与壳体4固定连接。

行星轮I13与内齿圈I14啮合连接，内齿圈I14与内齿圈支架37固定连接，内齿圈支架37与输出空心轴36固定连接。

输出空心轴36通过轴承V15与壳体4滚动连接，输出空心轴36与超越离合器16外圈固定连接，超越离合器16内圈与输入空心轴7固定连接。

输出空心轴36与太阳轮II20固定连接，太阳轮II20与行星轮II18啮合连接，行星轮II18与内齿圈II17啮合连接，内齿圈II17与壳体4固定连接，行星轮II18与行星架II19滚动连接，行星架II19与连接空心轴III34固定连接。

连接空心轴III34通过轴承IX33与壳体4滚动连接，连接空心轴III34与太阳轮III23固定连接，太阳轮III23与行星轮III22啮合连接，行星轮III22与内齿圈III21啮合连接，内齿圈III21与壳体4固定连接，行星轮III22与行星架III24滚动连接，行星架III24与连接空心轴II32固定连接。

连接空心轴II32通过轴承VIII31与壳体4滚动连接，连接空心轴II32与圆柱齿轮差速器壳体35固定连接，圆柱齿轮差速器壳体35与差速器支撑28固定连接，差速器支撑28通过轴承VI27与壳体4滚动连接。

圆柱齿轮差速器壳体35与行星架IV261固定连接，圆柱齿轮差速器壳体35与行星架IV′262固定连接，行星架IV261与行星轮IV251滚动连接，行星架IV′262与行星轮IV′252滚动连接。

行星轮IV251与行星架IV′262错位设置部分啮合连接，行星轮IV251与太阳轮IV381啮合连接，行星轮IV′252与太阳轮IV′382啮合连接，太阳轮IV381与半轴头I1花键连接，太阳轮IV′382与半轴头II30花键连接，半轴头I1通过轴承I2与壳体4滚动连接，半轴头II30通过轴承VII29与壳体4滚动连接。

优选的，行星轮I13为三个，三个行星轮I13在内齿圈I14的内部均匀分布，相邻两个行星轮I13之间的夹角为120度。

优选的，行星轮II18为三个，三个行星轮II18在内齿圈II17的内部均匀分布，相邻两个行星轮II18之间的夹角为120度。

优选的，行星轮III22为三个，三个行星轮III22在内齿圈III21的内部均匀分布，相邻两个行星轮III22之间的夹角为120度。

优选的，行星轮IV251、行星轮IV′252均为三个，三个行星轮IV251在太阳轮IV381上均匀分布，相邻两个行星轮IV251之间的夹角为120度，三个行星轮IV′252在太阳轮IV′382上均匀分布，相邻两个行星轮IV′之间的夹角为120度。

工作原理：（1）高低档离合器I81与高低档离合器II82断开连接，由输入空心轴7驱动超越离合器16内圈、内圈驱动外圈，带动输出空心轴36转动；

（2）高低档离合器I81与高低档离合器II82闭合连接，超越离合器16外圈转速大于内圈转速，由内齿圈支架37驱动超越离合器外圈，带动输出空心轴36转动；

换挡结构采用双离合器（高低挡离合器+超越离合器）结构设计，电机、两挡无动力中断换挡机构、减速行星排、圆柱齿轮差速器同轴布置且同轴紧凑安装在一个壳体上；两挡变速箱采用三级行星排结构，差速器采用圆柱齿轮差速器（差速器也可选用传统锥齿差速器）；该两挡动力总成的电机主轴为空心轴，空心轴中间为左右半轴头，左右半轴头一端花键连接到圆柱齿轮差速器，另一端可用花键、法兰、万向节等多种型式与车桥左右半轴连接。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型内容，不应理解为是对本实用新型保护范围的限制，只要是根据本实用新型技术方案所作的改进，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构，包括壳体（4），其特征在于：所述壳体（4）的内部设置有高低档离合器（8）、超越离合器（16）；所述高低档离合器（8）与超越离合器（16）之间传动连接以实现双离合两挡无动力中断换挡。

2.如权利要求1所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构，其特征在于：所述高低档离合器（8）包括高低档离合器I（81）和高低档离合器II（82）；

所述壳体（4）安装有轴承III（6），输入空心轴（7）的驱动端通过轴承III（6）与壳体（4）滚动连接；

所述输入空心轴（7）与高低档离合器I（81）固定连接，高低档离合器II（82）在输入空心轴（7）轴向滑动；输入空心轴（7）从高低档离合器II（82）中心孔穿过。

3.如权利要求2所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构，其特征在于：所述高低档离合器II（82）通过连接空心轴I（9）与行星架I（12）固定连接；连接空心轴I（9）通过轴承IV（10）与壳体（4）滚动连接；行星架I（12）与行星轮I（13）滚动连接，行星轮I（13）与太阳轮I（11）啮合连接，太阳轮I（11）与壳体（4）固定连接；

所述行星轮I（13）与内齿圈I（14）啮合连接，内齿圈I（14）与内齿圈支架（37）固定连接，内齿圈支架（37）与输出空心轴（36）固定连接。

4.如权利要求3所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡结构，其特征在于：所述输出空心轴（36）通过轴承V（15）与壳体（4）滚动连接，输出空心轴（36）与超越离合器（16）外圈固定连接，超越离合器（16）内圈与输入空心轴（7）固定连接。

5.一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，包括壳体（4），其特征在于：所述壳体（4）上安装一电机（5），电机（5）具有一空心的输入空心轴（7），输入空心轴（7）端盖端通过轴承II（3）与壳体（4）滚动连接，输入空心轴（7）驱动端通过轴承III（6）与壳体（4）滚动连接。

6.如权利要求5所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，其特征在于：包括输出空心轴（36），输出空心轴（36）与太阳轮II（20）固定连接，太阳轮II（20）与行星轮II（18）啮合连接，行星轮II（18）与内齿圈II（17）啮合连接，内齿圈II（17）与壳体（4）固定连接，行星轮II（18）与行星架II（19）滚动连接，行星架II（19）与连接空心轴III（34）固定连接。

7.如权利要求6所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，其特征在于：所述连接空心轴III（34）通过轴承IX（33）与壳体（4）滚动连接，连接空心轴III（34）与太阳轮III（23）固定连接，太阳轮III（23）与行星轮III（22）啮合连接，行星轮III（22）与内齿圈III（21）啮合连接，内齿圈III（21）与壳体（4）固定连接，行星轮III（22）与行星架III（24）滚动连接，行星架III（24）与连接空心轴II（32）固定连接。

8.如权利要求7所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，其特征在于：所述连接空心轴II（32）通过轴承VIII（31）与壳体（4）滚动连接，连接空心轴II（32）与圆柱齿轮差速器壳体（35）固定连接，圆柱齿轮差速器壳体（35）与差速器支撑（28）固定连接，差速器支撑（28）通过轴承VI（27）与壳体（4）滚动连接。

9.如权利要求8所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，其特征在于：所述圆柱齿轮差速器壳体（35）与行星架IV（261）固定连接，圆柱齿轮差速器壳体（35）与行星架IV′（262）固定连接，行星架IV（261）与行星轮IV（251）滚动连接，行星架IV′（262）与行星轮IV′（252）滚动连接。

10.如权利要求9所述的一种同轴空心双离合两挡无动力中断换挡动力总成，其特征在于：所述行星轮IV（251）与行星架IV′（262）错位设置部分啮合连接，行星轮IV（251）与太阳轮IV（381）啮合连接，行星轮IV′（252）与太阳轮IV′（382）啮合连接，太阳轮IV（381）与半轴头I（1）花键连接，太阳轮IV′（382）与半轴头II（30）花键连接，半轴头I（1）通过轴承I（2）与壳体（4）滚动连接，半轴头II（30）通过轴承VII（29）与壳体（4）滚动连接。

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